Способ разработки пологих и наклонных пластов угля, выходящих под наносы

 

Способ разработки пологих и наклонных пластов угля, выходящих под наносы. Сущность изобретения: при разработке шахтопласт делят по падению на верхнюю часть и нижнюю часть, которые вскрывают, подготавливают и отрабатывают автономно. Площадь верхней части принимают меньших размеров и оконтуривают внутри горными выработками обособленно от выработок, подготавливающих нижнюю часть шахтопласта. При разработке пластов выемочными столбами большой протяженности по простиранию проводят диагональные промежуточные наклонные выработки, а отработку частей шахтопласта осуществляют автономно столбами, ориентированными по простиранию, начиная от нижних границ, и ведут в восходящем порядке с переходом очистными забоями промежуточных наклонных выработок и очисткой воды в выработанных пространствах. При наличии на поверхности шахты объектов, подлежащих охране путем оставления предохранительных целиков, верхнюю часть шахтопласта между целиками оконтуривают наклонными выработками, проводимыми с поверхности до нижней границы целиков, а нижнюю часть оконтуривают обособленно, проводя наклонные выработки на флангах поля с поверхности до нижней границы нижней части шахтопласта. При разработке свиты пологих и наклонных пластов отдельными шахтопластами, объединенными в едином угледобывающий комплекс, каждый шахтопласт присоединяют к железной дороге или магистральной конвейерной линии угледобывающего комплекса обособленно. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке пологих и наклонных пластов угля, выходящих под наносы.

Известны способы вскрытия и подготовки шахтных полей при разработке свит пологих угольных пластов с размещением магистральной конвейерной линии в квершлаге, пройденном под наносами пластов или галерее, оборудованной на дневной поверхности [1,2] включающие проведение вертикальных и наклонных стволов, наклонных выработок (уклонов) и выемочных штреков и отработку пластов столбами по простиранию с обрушением кровли.

Однако указанными способами не предусмотрено деление каждого пласта, разрабатываемой свиты на части (блоки) с автономным вскрытием, подготовкой и отработкой этих частей, что немаловажно при отработке пожароопасных угольных пластов.

Известен также способ для разработки пологих и наклонных пластов полезных ископаемых, включающий деление шахтного поля на панели, проведение наклонных выработок и выемочных штреков и отработку пласта лавами, начиная от нижней границы шахтного поля с последовательным вводом в действие вышерасположенных лав по одной между смежными параллельными наклонными выработками, и образование уступного фронта отработки, в котором наклонные выработки проводят по пласту полезного ископаемого с дневной поверхности под углом к выемочным штрекам, а отработку пласта ведут с переходом лавами наклонных выработок [3] Недостатком данного способа является то, что этим способом не предусмотрено разделение шахтного поля по падению пласта на части и автономного их вскрытия, а также не предусмотрена независимая подготовка и отработка этих частей, что снижает безопасность ведения горных работ при разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической и технологической сущности является способ разработки пологих и наклонных газоносных угольных пластов, включающий проведение фланговых наклонных выработок и уклонов с делением выемочного поля на выемочные участки по падению группами лав, отработку каждого выемочного участка лавами по простиранию, в котором для повышения эффективности и безопасности отработки пожароопасных угольных пластов проводят для каждой группы лав самостоятельный фланговый уклон, который соединяют с фланговой наклонной выработкой заездами, при этом отработку лав в каждом выемочном участке ведут от своего флангового уклона [4] (прототип).

Однако данным способом не предусматривается деление шахтного поля по падению пластов на части с автономным вскрытием, подготовкой и отработкой каждой части выемочного поля, что немаловажно для разработки пластов угля, склонного к самовозгоранию.

Решаемой задачей и целью изобретения являются: изыскание эффективного и безопасного способа разработки пожароопасных угольных пластов, выходящих под наносы; уменьшение трудоемкости содержания производственной инфраструктуры и обеспечение условий повышения эффективности основных процессов, позволяющих значительно поднять производительность труда; накопление первичного капитала, необходимого для строительства шахт за счет первоначальной подготовки и отработки верхней части шахтопластов; обеспечение очистки загрязненной воды в шахтных условиях.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе разработки пологих и наклонных пластов угля, выходящих под наносы, включающем деление шахтопласта на части, проведение наклонных выработок и выемочных штреков и отработку пластов длинными столбами по простиранию, шахтопласт делят по падению на верхнюю и нижнюю части, которые вскрывают, подготавливают и обрабатывают автономно, при этом площадь верхней части шахтопласта принимают меньших размеров и оконтуривают внутри шахтного поля горными выработками обособленно от выработок, подготавливающих нижнюю часть шахтопласта.

Кроме того, при разработке пластов угля выемочными столбами большей протяженности по простиранию в верхней и нижней частях шахтопласта независимо друг от друга проводят диагональные промежуточные наклонные выработки (вспомогательные и конвейерные уклоны), а отработку верхней и нижней частей шахтопласта осуществляют автономно столбами, ориентированными по простиранию, начиная от нижних границ частей шахтного поля, и ведут в восходящем порядке с переходом очистными забоями промежуточных наклонных выработок и очисткой загрязненной шахтной воды в выработанных пространствах.

При наличии на поверхности шахты объектов, подлежащих охране путем оставления предохранительных целиков, верхнюю часть шахтопласта между предохранительными целиками или предохранительным целиком и границей поля оконтуривают обособленно от нижней части шахтопласта наклонными выработками, проводимыми с поверхности до нижней границы предохранительных целиков, а нижнюю часть шахтопласта оконтуривают обособленно от верхней части наклонными выработками, проводимыми на флангах поля с поверхности до нижней границы нижней части шахтного поля.

При разработке пластов с углом падения более 18^o фланговые наклонные выработки верхней и нижней частей шахтопласта проводят обособленно друг от друга по углу пласта под углом 14-16^o к горизонтальной плоскости, обеспечивающим транспортировку горной массы ленточными конвейерами.

При разработке свиты пологих и наклонных пластов, выходящих под наносы отдельными шахтопластами, объединенными в единый угледобывающий комплекс с помощью железной дороги или магистральной конвейерной линии, оборудованной на поверхности в галерее или квершлаге, пройденном на выходах пластов под наносы, верхнюю и нижнюю части каждого шахтопласта объединяют в единый модульный шахтоучасток, которые присоединяют к железной дороге или магистральной конвейерной линии угледобывающего комплекса обособленно.

На фиг.1-6 показаны схемы вскрытия, подготовки и отработки пологих и наклонных пластов угля с делением шахтопласта по падению на автономные части, соответственно, верхнюю и нижнюю (фиг.1), то же с делением шахтного поля по простиранию на части путем проведения диагональных промежуточных наклонных выработок (фиг. 3), то же при наличии на поверхности шахты объектов, подлежащих охране с помощью предохранительных целиков, располагаемых в средней части шахтопласта (фиг.4), или на флангах поля (фиг.5), или на одном из флангов шахтного поля (фиг.6); на фиг.7 схема вскрытия, подготовки и отработки свиты пологих и наклонных пластов угля с размещением магистральной конвейерной линии и коммуникационного коридора на поверхности; на фиг.8 и 9 вертикальные схемы вскрытия с размещением магистральной конвейерной линии в галерее, оборудованной на поверхности (фиг.8) и квершлаге, пройденном под наносами (фиг.9).

На чертежах обозначено: 1 выход пласта под наносы, 2 наносы, 3, 4 - верхняя и нижняя части шахтопласта, 5, 6 -наклонные выработки (уклоны), пройденные на флангах верхней части поля по пласту угля с поверхности до нижней границы верхней части шахтопласта, 7 нижняя граница верхней и верхняя граница нижней частей шахтопласта, 8, 9 промплощади, 10 выемочные штреки, оконтуривающие столбы 11 по простиранию в верхней части поля, 12 монтажная камера, 13 очистной забой, оборудованный механизированным комплексом, 14 - водоотлив верхней части поля, 15, 16 наклонные выработки (уклоны), пройденные на флангах шахтопласта обособленно от верхней части по пласту угля с поверхности до нижней границы нижней части шахтопласта, 17 нижняя граница нижней части шахтопласта, 18 выемочные штреки, оконтуривающие столбы 19 по простиранию в нижней части поля, 20 монтажная камера, 21 водоотлив нижней части поля, α угол падения пласта, град, w угол наклона фланговых наклонных выработок (уклонов) к горизонтальной плоскости, град, 22, 23 -промежуточные наклонные выработки (вспомогательные и конвейерные уклоны), пройденные в средней части верхней и нижней частей поля по пласту угля под углом b 30-60^o к выемочным штрекам, 24 -вспомогательный и конвейерный штреки, пройденные по пласту угля в верхней границе нижней части шахтопласта, 25 предохранительные целики, предназначенные для охраны объектов, размещенных на поверхности шахты, 26 промышленная площадка угледобывающего комплекса, 27 магистральная конвейерная линия (конвейеры установлены в галерее, оборудованной на поверхности), 28 коммуникационный коридор, 29 - подъездные дороги к промплощадкам 8, оборудованные на флангах поля угледобывающего комплекса, 30-33 шахтопласты, 34 конвейерный квершлаг, пройденный под наносами 2, 35 -разрабатываемые пласты угля, 36, 37 выемочные столбы, соответственно, обработанные и находящиеся в работе.

Способ осуществляют следующим образом.

Для накопления первичного капитала, необходимого для строительства угледобывающего комплекса при разработке свиты пологих и наклонных пластов 35, выходящих под наносы 2, шахтопласт делят по падению на верхнюю 3 и нижнюю 4 части, которые вскрывают, подготавливают и отрабатывают автономно. Площадь верхней части 3 шахтопластов 30-33 принимают меньших размеров и оконтуривают внутри шахтопласта горными выработками 5, 6 и 10 обособленно от выработок 15, 16 и 18, подготавливающих нижнюю часть 4 шахтного поля каждого пласта (фиг.1).

При разработке пластов угля выемочными столбами большой протяженности по простиранию (фиг. 3) в верхней 3 и нижней 4 частях шахтопласта независимо друг от друга под углом b 30-60^o к выемочным штрекам 10 и 18 проводят промежуточные наклонные выработки 22 и 23. Отработку верхней 3 и нижней 4 частей шахтопласта осуществляют столбами 11 и 19, ориентированными по простиранию, начиная от нижних границ 7 и 17 частей шахтопласта в восходящем порядке с переходом очистным забоем 13 промежуточных наклонных выработок 22 и 23 и очисткой загрязненной шахтной воды в выработанных пространствах.

При наличии на поверхности угледобывающего комплекса объектов, подлежащих охране путем оставления предохранительных целиков 25, верхнюю часть 3 шахтопласта между предохранительными целиками 25 (фиг.5) или предохранительным целиком 25 и границей шахтопласта (фиг.4, 6) оконтуривают обособленно от нижней части 4 шахтопласта наклонными выработками 5, 6, проводимыми с поверхности до нижней границы 7 предохранительных целиков 25. Нижнюю часть 4 шахтопласта оконтуривают обособленно от верхней части 3 наклонными выработками 15, 16, проводимыми на флангах поля с поверхности до нижней границы 17 и нижней части 4 шахтопласта. Отработку верхней части 3 поля каждого пласта в указанных пределах ведут столбами 11, ориентированными по простиранию, или от нижней границы 7 предохранительных целиков 25 до выхода пласта 1 под наносы 2 в восходящем порядке, или отработку верхней части 3 шахтопластов начинают от выхода пласта 1 под наносы 2 и ведут до нижней границы 7 предохранительных целиков 25 в нисходящем порядке. Отработку нижней части 4 шахтопластов ведут обособленно от верхней части 3 столбами 19 по простиранию на всем протяжении выемочного поля, начиная от нижней границы 7 предохранительных целиков 25 или от нижней границы 17 поля каждого пласта.

При разработке пластов с углом падения более 18^o (фиг.2) фланговые наклонные выработки 5, 6 и 15, 16 верхней 3 и нижней 4 частей шахтопласта проводят обособленно друг от друга по углу пласта под углом w 14-16^o к горизонтальной плоскости, обеспечивающим транспортировку горной массы ленточными конвейерами.

При разработке свиты пологих и наклонных пластов, выходящих под наносы отдельными шахтопластами, объединенными в единый угледобывающий комплекс с помощью железной дороги или магистральной конвейерной линии 27 (фиг.7), оборудованной на поверхности в галерее (фиг.8), или квершлаге, пройденном на выходах пластов под наносы (фиг.9), верхнюю 3 и нижнюю 4 части каждого шахтопласта объединяют в единый модульный шахтоучасток, который присоединяют к железной дороге или магистральной конвейерной линии 27 угледобывающего комплекса обособленно.

Реализация предлагаемого способа разработки пологих и наклонных пластов угля, выходящих под наносы, позволит уменьшить трудоемкость содержания производственной инфраструктуры и обеспечить условия повышения эффективности основных процессов добычи полезного ископаемого, что в сочетании позволит значительно поднять производительность труда и снизить стоимость добываемого угля.

Формула изобретения

1. Способ разработки пологих и наклонных пластов угля, выходящих под наносы, включающий деление шахтопластов на части, проведение наклонных выработок и выемочных штреков и отработку пластов длинными столбами по простиранию, отличающийся тем, что шахтопласт делят по падению на верхнюю и нижнюю части, которые вскрывают, подготавливают и обрабатывают автономно, при этом площадь верхней части шахтопласта принимают меньших размеров и оконтуривают внутри шахтопласта горными выработками обособлено от выработок, подготавливающих нижнюю часть шахтопласта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при разработке пласта угля выемочными столбами большой протяженности по простиранию в верхней и нижней частях шахтопласта независимо друг от друга проводят диагональные промежуточные наклонные выработки, а отработку верхней и нижней частей шахтопластов осуществляют автономно столбами, ориентированными по простиранию, начиная от нижних границ частей шахтопластов, и ведут в восходящем порядке с переходом очистными забоями промежуточных наклонных выработок и очисткой загрязненной шахтной воды в выработанных пространствах.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при наличии на поверхности шахты объектов, подлежащих охране путем оставления предохранительных целиков, верхнюю часть шахтопласта между предохранительными целиками, или предохранительным целиком и границей шахтопласта оконтуривают обособлено от нижней части шахтопласта наклонными выработками, проводимыми с поверхности до нижней границы предохранительных целиков, а нижнюю часть шахтопласта оконтуривают обособлено от верхней части наклонными выработками, проводимыми на флангах поля с поверхности до нижней границы нижней части шахтопласта.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что при разработке пласта с углом падения более 18 ^o, фланговые наклонные выработки верхней и нижней частей шахтопласта проводят обособленно друг от друга под углом 14 16 ^o к горизонтальной плоскости, обеспечивающим транспортировку горной массы ленточными конвейерами.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что при разработке свиты пологих и наклонных пластов, выходящих под наносы, отдельными шахтопластами, объединенными в единый угледобывающий комплекс с помощью железной дороги или магистральной конвейерной линии, оборудованной на поверхности в галерее или квершлаге, пройденном на выходах пластов под наносы, верхнюю и нижнюю части каждого шахтопласта объединяют в единый модульный шахтоучасток, которые присоединяют к железной дороге или магистральной конвейерной линии обособлено.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9